JPH0258787B2 - - Google Patents

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JPH0258787B2
JPH0258787B2 JP56122353A JP12235381A JPH0258787B2 JP H0258787 B2 JPH0258787 B2 JP H0258787B2 JP 56122353 A JP56122353 A JP 56122353A JP 12235381 A JP12235381 A JP 12235381A JP H0258787 B2 JPH0258787 B2 JP H0258787B2
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metal
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layer
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、化合物半導体に対する金属コンタク
ト、特に半導体基板表面を保護するのに用いられ
る酸化層を陽極酸化で形成することを可能にした
金属コンタクトを有する化合物半導体を用いた半
導体装置に関する。 化合物半導体を用いた半導体装置は、例えば
（Hg、Cd）Teの様な−族化合物と、（Pb、
Sn）Teの様な−族化合物と、GaAs、InAs、
Insb、（In、Ga）SbおよびIn（As、Sb）の様な
−族化合物などの、異種原子価を有する半導体
物質を用いて構成された素子が含まれる。代表的
素子としては、光伝導体およびホトダイオードが
ある。 前記半導体装置は、金の様な非酸化性金属、或
いは、インジウムの様な急速拡散性金属を最上部
のコンタクト領域金属として利用して、従来作製
した。このような金属形成の次に半導体基板から
の酸化物が陽極酸化成長して、半導体基板表面の
露出部を保護する。このような金属コンタクト領
域金属を使用することによつて、多くの問題が生
じる。例えば、金は陽極酸化する電解質の中で電
界をシヨートさせたり、乱したりし、それにより
酸化層厚が非均等なものとなる。酸化層厚が非均
等であると、半導体と酸化層間の界面において電
荷の蓄積又は涸渇作用に変異がおき、それにより
半導体装置の電気的特性が非均一なものとなる。
金は、また電気化学作用を受け、しばしば陽極酸
化処理工程の間に腐蝕されてしまい、それ故半導
体装置の能動領域および金属のコンタクト領域間
の界面における整流性接合部が形成され、あるい
は規格外の大きい寸法の半導体装置ができてしま
う。更に、もう既に知られている事ではあるが、
インジウムが内部に拡散され、結局（Hg、Cd）
Teを用いた様な正常な半導体装置が破壊されて
しまう事がある。 本発明の目的は、電気的特性の均一化と、性能
および歩留りの改善と、検出素子との界面におけ
る金属コンタクト領域の電気化学作用の除去によ
り雑音指数を改良するにある。 前述の目的を達成するため、この発明によれ
ば、以下に述べる化合物半導体基板を用いた半導
体装置が提供される。 この半導体装置は、拡散障壁を備え、かつ半導
体基板表面部上に、実質的に非整流性コンタクト
領域を形成するところのコンタクト金属層と、起
電元素系列（エレクトロモーテイブ・シリーズ）
における水素とマグネシウムの間に存在する金属
群より選択された酸化可能金属を用いて、コンタ
クト金属層の最上部に形成された酸化可能金属層
と、金属コンタクト設けたところ以外の化合物半
導体の露出表面に、陽極酸化で形成された保護酸
化層とを構成している。 本発明に用いられる金属コンタクト構造によれ
ば、半導体装置の露出半導体基板表面を保護する
ため電解質の陽極酸化溶液の中へ入れた時、最上
部金属層が絶縁酸化層を形成する。従来方法によ
ると、金属コンタクトに固有の酸化層と半導体装
置に対する非均一性があるが、このことは酸化金
属により電流が流し続けないということから解消
される。それ故電解質中の電界分布が金属の存在
により乱されなくなる。 以上図面を参照してこの発明を説明する。 まず第１図ないし第３図により従来の問題点を
明らかにする。第１図ないし第３図は、例えば参
照番号１０ａの様な露出半導体基板表面を被覆す
る為の、および半導体基板１０の表面上に金属コ
ンタクト領域を形成する為の従来技術に於ける各
種試みに付随する問題を示している。ここでは単
純な光学検出器が示されており、２個のコンタク
ト間領域に能動素子が形成されている。従来、金
属コンタクト領域が作られてから、化合物半導体
表面に自然酸化層を形成する事は、２つの問題を
提起してきた。第１図に示した様に、ホトレジス
ト薄膜１２を、コンタクト金属１１の一部にさら
すように処理して、露出した半導体基板表面１０
ａを確実に不活性化する。陽極酸化被覆処理の
間、露出金属部１１ａは、金属界面に接近する、
電解質（図示されてない）中の電界を乱し、ある
いはシヨートさせ、その結果、非均一酸化膜成長
および、金属の電気化学的作用等の不都合が生じ
る。時には、露出金属部が、エツチングにより完
全に取り去られてしまい、半導体装置の感知領域
の拡大化と、半導体装置とその電極間の整流性接
合が生じてしまう。 或いは第２図に示すように、ホトレジスト薄膜
１２が、コンタクト金属１１を完全に覆うと、半
導体基板表面の小部分１０ｂをも覆うことにな
り、それ故装置の不活性化処理されてない部分が
残つてしまう。この状態では、コンタクトに直列
に、雑音の多い整流性接合が発生する。 陽極酸化による酸化物が、ほとんどの塩基又は
酸性溶液の中で非常に溶解しやすいので、金属化
される以前の装置の陽極酸化は不可能である。何
故なら、半導体酸化層が、コンタクト金属の位置
を決めるのに用いられる多くの、ホトレジスト現
像液と、金属エツチング剤とによつて浸蝕されて
しまうからである。この状態は第３図に示され
る。ここで、被覆酸化層１３の露出端１３ａ，１
３ｂが、ホトレジスト被覆１２を形成するため使
用されるホトレジストの苛性現像液、および引き
続いて被着される金属層（図示されてない）を形
成するのに使用される酸性エツチング溶液により
化学作用を受ける。 本発明によれば、（Hg、Cd）TeとInSbの様な
化合物半導体に使用されるところの金属コンタク
トを持つた半導体装置が提供され、これは化合物
半導体を用いた半導体装置の表面を保護するため
に使用される半導体基板から成長した酸化層と両
立して使用され得るものである。金属コンタクト
は、拡散障壁を形成し、半導体基板表面部上に、
実質的に非整流コンタクト領域を形成するコンタ
クト金属層と、起電元素系列（エレクトロモーテ
イブ・シリーズ）の水素とマグネシウム間に位置
する金属群から選択された、前記コンタクト金属
層上に形成される酸化可能金属層とで構成され
る。拡散障壁金属の適当な例を挙げれば、チタ
ン、クロム、パラジウム、が含まれ、酸化可能金
属の適当な例には、チタン、クロム、アルミニウ
ムとインジウムが含まれる。電解質の陽極酸化溶
液の中に半導体基板が浸されると、最上層は、絶
縁酸化層となり、伝導電流が遮断され、電解質中
の電界分布が崩壊される。その結果、従来技術で
はコンタクト領域が有する固有の非均一性酸化層
を有していたが、このことが阻止される。 第４図および第５図に示された様に、半導体基
板１０のためのコンタクト領域は、少なくとも２
層１４ａ，１４ｂで構成される金属コンタクト領
域１４を介して形成される。金属層１４ａは、チ
タン、クロム、又はパラジウムの様な金属であ
り、通常ならば半導体に不純物として添加される
金とかインジウムの様な金属に対して拡散障壁と
して働く。金属層１４ｃは、電解質の陽極酸化溶
液（図示されてない）中に露出した時、酸化膜層
１５を形成するため、素早く酸化するアルミニウ
ム、インジウム、チタン、又はクロムの様な金属
である。 それ故、ホトレジスト薄膜１２で覆われていな
い金属部分が、電解質中の電界分布の崩壊を停止
せしめ、実質的に均一な層厚を有す酸化層１３が
形成される。また、コンタクト金属領域が電解質
によりエツチングされないので、装置の幾何学的
構造とコンタクトの完全性が保たれる。必要な場
合には、金のような中間金属層１４ｂ（第５図に
示された）が低抵抗電流路を供給するため使用さ
れる。金属層の純粋度は、いずれも普通に商業業
務で使用されているものと同程度である。 本発明に用いられる金属コンタクト領域は、光
伝導性の（Hg、Cd）Te赤外線検出器を含んだと
ころの、各種半導体装置で有用である。この金属
コンタクト領域により、性能と歩留りの改善と、
検出素子との界面に於ける金属コンタクト領域の
電気化学作用を除去する事により低周波雑音を下
げる事とが実現できる。更に均一な被覆酸化層厚
を得ることから、素子ごとの均一性をも改善され
る。 本発明が適用される半導体物質は、特に−
族、−族、−族の様な化合物半導体であ
り、これに含まれる化合物半導体を例に挙げると
（Hg、Cd）Te、（Pb、Sn）Te、Ga、As、
InAs、InSb、（In、Ga）Sb・およびIn（As、Sb）
がある。本発明の実施に際して好都合に使用され
る化合物半導体は、露出表面上に保護酸化層を形
成するための陽極酸化可能な物質である。その様
な陽極酸化は、技術的に良く知られた手順を使用
する。 最初の金属層、即ちコンタクト金属層１４ａ
は、半導体基板表面に直接接触しており、前記コ
ンタクト金属層１４ａは、続いて被着される金属
層に対して拡散障壁を供給し、更に半導体基板表
面に実質的な非整流性接合を形成する。前記非整
流性接合は、低雑音を確実にし、金属層と半導体
基板の接触で、伝導帯の電界が曲げられるのは、
金属と半導体、個々の仕事関数の差によりもたら
されるという意味に於て、本当のオーミツク特性
か或いは非整流性特性であり、この結果、荷電担
体のトンネル作用が直ちに起き得る。金属が前に
述べた特性を有していれば、化合物半導体に使用
する金属は特に限定されない。化合物半導体が
（Hg、Cd）Teの場合、適当なコンタクト金属は、
チタン、クロム、ニツケル、パラジウムよりなる
金属群から選択された金属で構成され、更に化合
物半導体がInSbの場合、適当なコンタクト金属
は、チタン、パラジウムより成るグルループから
選択された金属で構成される。化合物半導体が
（Hg、Cd）Teに対しては、チタンと、パラジウ
ムが優先的にコンタクト金属として使用される。
というのは、最も低いコンタクト雑音と、半導体
基板表面への良好な付着性が提供される為であ
る。 コンタクト金属層１４ａの層厚は、約300Åな
いし1000Åの範囲で有る。金属層が実質的に約
300Åより薄いと、適当な拡散障壁が形成されな
い。それに対して約1000Åより相当厚いと、金属
層の形成時に内部応力が生じ、金属層の剥離現象
をもたらす。コンタクト金属層１４ａの層厚は、
約600Åないし800Åの範囲がむしろ好ましい。 コンタクト金属層１４ａは、従来良く知られた
処理方法を用いた多種手順により被着されるが、
前記コンタクト金属層１４ａの被着方法は、本発
明では限定されない。例えば、前述の被着は、真
空蒸着によりなされ、それらには電子ビーム蒸着
法、或は高周波スパツタ法、直流スパツタ法、或
は熱蒸着法がある。また別に、電気メツキ法も有
る。実例を挙げれば、パラジウムが、化合物半導
体（Hg、Cd）TeとInSbの表面上に電気メツキ
される。更に他の方法にはイオンビーム被着が含
まれる。 金属層１４ｂは任意選択でき、光伝導器（50
Ω／□のHg80Cd20Te）を作るのに所望される低
抵抗コンタクト領域を得るのに使用される。その
場合、最初の金属層１４ａが薄く、一般的に高抵
抗性（例えば、チタンなど）有するので、低抵抗
性が必要となり、低抵抗金属を用いた、金属層１
４ｂにより供給される。また別に、金属層１４ｂ
は、装置の構造がプレーナ形以外の（例えばメサ
形）様な場合に使用される。例えば、サフアイヤ
基板上に形成された（Hg、Cd）Te化合物半導体
装置へ接続線を直接に接着する事は、（Hg、Cd）
Te化合物半導体が柔らかいので困難を伴う。そ
の場合、接続路が、サフアイヤ基板領域の露出表
面と半導体島状領域の表面を横切つて延長され、
側面に下がつてサフアイヤ基板の露出側面に伸び
る。コンタクト領域は、それ故、より堅牢な基板
に保持された金属領域へ接続線を接着する事によ
り作られる。薄い金属層１４ａは、その様な外形
構造の下では完全に残ることは期待出来ず、それ
故更に厚い、低抵抗性を示す金属層１４ｂが好ん
で使用される。 金属層１４ｂに用いられる、金属の特性は、低
抵抗性と、物理的安定性と（即ち、ホイスカ成長
でなく、処理中に位相変位がない）であり、更に
脆い物質である他の金属と（金属層１４ａ，１４
ｃ）の金属間合金を形成しないものが望ましい。
即ち、低抵抗性金属層が、コンタクト金属と酸化
可能金属に対して冶金学的に実質的に両立する事
が望まれる。更に、金属層１４ｂの金属は、下に
ある金属層１４ａへ都合良い様な付着力を示し、
展性および延性を有し、更にリード線を容易に取
り付け可能なものである。金と鉛は、任意選択の
中間金属層１４ｂとして都合良く用いられる金属
であり、金は外部回路へ接続するのにも好都合で
ある。 金属層１４ｂの層厚は、約1000Åないし20000
Åの範囲であり、特定目的を持つ装置の設計によ
り層厚が決められる。層厚に係わる要因は、最終
的に所望される抵抗値（所望抵抗値がが低けれ
ば、金属層はより厚くなる。）と、層構造（外形
寸法が高くなれば、より厚い層となる。装置の幾
何学的構造（間隔が狭まければ、より薄い層とな
る。）とを含む。代表的な（Hg、Cd）Te光伝導
体を仮に取れば、金は約15000Åないし20000Åの
厚さの範囲が好適に用いられ、代表的InSdダイ
オードに於ける金は、約5000Åの層厚で好適に用
いられる。 金属層１４ｂは、金属層１４ａと同じ処理工程
を使用して形成される。併し乍ら、比較的厚い層
が所望される場合に於いて、薄い層が最初に蒸着
され、続いて生産費を下げる為、厚い層が電気メ
ツキ法により形成されてもよい。 金属層１４ｃは、簡単に酸化可能であり、且つ
起電元素系列（エレクトロモーテイブ・シリー
ズ）に於いて水素より上の（Ｅ＞0.00V）、マグ
ネシウムより下（Ｅ＜2.37V）に位置する元素よ
り選択される。この金属層の露出は、電解質によ
つて絶線被覆されている間に酸化され、それ故前
記金属層の金属は、水素より上でなければなら
ず、そうでない時は酸化しない。これに反して、
金属層がマグネシウムより上にあると、余りにも
急速に酸化し、電解質中で消滅してしまうか、或
いは空気中で酸化し、粉状化合物を形成してしま
う。適切な金属を仮りに挙げればアルミニウム、
チタン、ニツケル、クロム、インジウム、ニオ
ブ、タンタル、タングステン、バナジウム、が含
まれる。金とインジウムあるいはアルミニウム
は、金属間合金を作るので、一部の応用例では望
ましくない。チタンは特別良く使用される。とい
うのは真空蒸着に所望される２種類の金属（Ti、
Au）から成るTi層−Au層−Ti層で構成される
金属コンタクト領域を形成するのに都合良く、更
にコンタクト領域を形成する為にチタンを選択的
にエツチングし、全をエツチングしないような、
エツチング溶液が簡単に手に入るからである。金
属層１４ｃの層厚は、約500Åないし1000Åの範
囲である。金属層が余りにも薄いと、電解質処理
工程で、金属が十分に酸化される前にエツチング
されてしまう。一方、金属層が余りにも厚いと、
内部応力が被着工程中に生じ、層の剥離現象を引
き起こす。金属層１４ａの層厚は、約600Åない
し800Åの範囲が望ましい。 金属層１４ｃは、金属層１４ａに関連して上述
した各種処理工程で被着してもよい。 金属コンタクト領域の被着工程の後で、半導体
基板の露出表面の上に酸化層を形成することによ
り半導体基板が保護される。前記保護酸化膜の形
成は、水の様な溶液中で陽極酸化されることによ
りなされる。陽極酸化中に用いられる特定処理要
因には多種の多様性があり、これらは従来技術と
して良く知られている。 陽極コンタクト領域を半導体基板へ金属コンタ
クト領域１４を介して形成するような陽極酸化で
は、一般的にプラチナの陰極が使用される。代表
的には、アルミニウム線が金属コンタクト領域へ
接続される。被覆形成工程が進行中、金属酸化層
１５は、ホトレジスト薄膜により露出した金属層
１４ｃの表面部上に形成される。金属酸化層１５
が形成されると、半導体酸化層１３が、露出半導
体基板表面を保護するように、前記露出半導体基
板表面上に形成される。 この被覆工程の次に、金属層１４ｃの一部分
は、除去される（図示されていない）。普通それ
らは、コンタクト結合領域でのみ除去される。前
記除去は、化学的エツチング法により行われるの
が好都合である。 既にその上に検出感知領域が設けられた、代表
的半導体検出器の製造時には、ホトレジスト薄膜
が、検出器の感知領域を含めて、半導体基板表面
上に被着される。前記ホトレジスト薄膜は、金属
コンタクト領域が被着されるべき、半導体基板表
面部を露出するように処理される。（Hg、Cd）
Te化合物半導体を用いる好ましい実施例で、所
望される層厚の範囲以内に、チタン−金−チタン
が、ホトレジスト薄膜で覆われた半導体全面に蒸
着される。次にホトレジスト薄膜がリフト・オフ
法により除去され、金属がコンタクト領域が除く
全面で除去される。第２のホトレジスト薄膜が金
属コンタクト領域を含んで半導体全面に設けら
れ、次に検出素子部分およびその各側面の小部分
のみを露出する為に処理される。各素子の周辺の
（額縁構造）は、一般的に0.00508mm（0.2ミル）
から0.00762mm（0.3ミル）余分であり、それ故検
出素子を完全に被覆することができる。検出素子
の感知領域は、次に陽極酸化で被覆される。ここ
で、ホトレジストマスクが取り去られる。第３の
ホトレジストマスクが形成され、更にコンタクト
領域部に形成される結合領域を露出するよう処理
される。最上層部（例えば、チタン）がエツチン
グで除去され、下方の低抵抗コンタクト領域（例
えば、金）の部分が露出して残され、続いて行わ
れるワイヤ接着処理工程、或いは電気メツキ処理
工程の準備がなされる。 実施例 0.1eVの化合物半導体Hg80Cd20Teは、プール
細工を施されたと同様な形状で、隣接したシリコ
ンウエーハは、ウエーハ毎に６個のリニア・アレ
イを有し、更にリニア・アレイ毎に0.0508mm（２
ミル）×0.0508mm（２ミル）の寸法の素子が200個
配列されてなる光伝導装置を形成するよう処理さ
れる。一個のウエーハを例に取れば、３層の金属
コンタクト領域は、700Åの層厚を有するチタン
層と15000Åの層厚を有する金属と、500Åの層厚
を有するチタン層とで構成され、全部の層が電子
ビーム蒸着法により形成される。他のウエーハを
例にとれば、２個の金属コンタクト領域を有し、
700Åの層厚を有するチタン層と、15000Åの層厚
を有す金属とで構成され、同様に電子ビーム蒸着
法により形成される。両者の唯一の差は、最初の
ウエーハに於ける酸化可能な金属の構成にある。 次に示した特性は、77〓於いて測定され、各々
測定値の単位は、抵抗値Ｒ（Ω）、雑音値Ｎ（nV／
Hz1/2）、応答値Rv（103V／Watt）、SN比D*（cm−
Hz1/2／Watt）で表わされる。それらの測定値
は、下記に表として記載され、各サンプルに付随
するデータは200素子のリニア・アレイに於ける
平均値を記載した。 光伝導体（Hg、Cd）Te装置の金属層差による
特性結果
【表】 上記表の試験結果から見られる様に、本発明の
化合物半導体を用いた半導体装置によればＳ／Ｎ
比が改善され、本発明によらない金属コンタクト
領域を有する従来の装置より著しく改良された低
い雑音特性が示される。
【図面の簡単な説明】
第１図は、不活性化用の電解液に対してホトレ
ジスト薄膜により部分的に露出した、従来の金属
コンタクト領域に於ける、一部破断斜視図、第２
図は、金属コンタクト領域と半導体界面を覆う従
来のホトレジスト薄膜の一部破断斜視図、第３図
は、金属形成の為の陽極酸化技術を示す従来の半
導体装置の一部破断斜視図、第４図は、半導体表
面を均等に被覆する、本発明に用いる多層化され
た金属コンタクト領域を描く、半導体装置の部分
的斜視図、第５図は本発明の一実施例を示す、半
導体装置の部分的斜視図である。 １０…半導体基板、１１…ホトレジスト薄膜、
１３…酸化層、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…金属
層、１５…金属酸化層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ −化合物半導体の群から選択された化合
    物半導体材料と、この化合物半導体材料に取付け
    た金属コンタクトと、上記金属コンタクトと上記
    化合物半導体材料との表面に近接する均一な半導
    体保護酸化層であつて、上記半導体材料の金属コ
    ンタクトを取付けていない陽極酸化可能な露出表
    面上に上記化合物半導体材料から成長される半導
    体保護酸化層とを具備し、かつ上記金属コンタク
    トが複数の金属層を備え、この複数の金属層は、 (a) 上記半導体材料の表面部分上に形成されたコ
    ンタクト金属層であつて、上記コンタクト金属
    層は上記半導体材料と実質的に非整流コンタク
    トを形成し、そして拡散バリアを提供し、また
    チタン、クロム、ニツケル、およびパラジウム
    からなる群から選択された金属を備えている金
    属層と、 (b) 上記金属層に重なるように形成された最上部
    金属層であつて、上記最上部金属層の露出表面
    部分は、陽極酸化可能であつて、その上に金属
    酸化物を形成しうるもので、そしてそのことに
    より上記金属層の干渉を防ぎ、上記保護半導体
    酸化物を均一形成せしめるものであり、かつ上
    記最上部金属層は起電元素系列中での水素とマ
    グネシウム間の位置を占める金属からなる群か
    ら選択されている金属層と、 (c) 上記最上部金属層上に形成された酸化層であ
    つて、上記酸化層の厚さは、上記酸化層の形成
    に続いておこなわれる上記化合物半導体材料の
    陽極酸化によつても上記金属コンタクトの干渉
    を実質的に防ぐに十分な厚さを有する酸化層
    と、 を備えた半導体装置。 ２ 上記化合物半導体材料は、本質的に（Hg、
    Cd）Teからなる特許請求の範囲第１項記載の半
    導体装置。 ３ 上記コンタクト金属層と上記最上部金属層と
    の間に低抵抗金属層をさらに備え、上記低抵抗金
    属層は物理的に安定で金属学的に上記コンタクト
    金属と最上部金属とに対する適合性を有する特許
    請求の範囲第１項又は２項記載の半導体装置。 ４ 上記低抵抗金属層は、金と鉛からなる群から
    選択された金属を備えている特許請求の範囲第３
    項記載の半導体装置。 ５ 上記低抵抗金属層の厚さは約1000〜20000Å
    の範囲である特許請求の範囲第３項記載の半導体
    装置。 ６ 上記低抵抗金属層は本質的に金からなる特許
    請求の範囲第４項記載の半導体装置。 ７ 上記コンタクト金属層は、本質的にチタンと
    パラジウムからなる群から選択された金属からな
    る特許請求の範囲第１項又は２項記載の半導体装
    置。 ８ 上記コンタクト金属層の厚さは約300〜1000
    Åの範囲である特許請求の範囲第１項又は２項記
    載の半導体装置。 ９ 上記コンタクト金属層の厚さは約600〜800Å
    の範囲である特許請求の範囲第８項記載の半導体
    装置。 １０ 上記最上部金属層は、アルミニウム、チタ
    ン、ニツケル、クロム、インジウム、ニオブ、タ
    ンタル、タングステン、バナジウム、からなる群
    から選択された金属を備えている特許請求の範囲
    第１項又は２項記載の半導体装置。 １１ 上記最上部金属層は、本質的にチタンから
    なる特許請求の範囲第１０項記載の半導体装置。 １２ 上記最上部金属層の厚さは、約500〜1000
    Åの範囲である特許請求の範囲第１項又は２項記
    載の半導体装置。 １３ 上記最上部金属層の厚さは、約600〜800Å
    の範囲である特許請求の範囲第１２項記載の半導
    体装置。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5954228A (ja) * 1982-09-22 1984-03-29 Toshiba Corp 化合物半導体の陽極酸化装置
JPS60249337A (ja) * 1984-05-24 1985-12-10 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法
JPS6467964A (en) * 1987-09-08 1989-03-14 Mitsubishi Electric Corp Multilayer electrode structure
JP3278951B2 (ja) * 1992-10-23 2002-04-30 ソニー株式会社 オーミック電極の形成方法
JP2009206357A (ja) * 2008-02-28 2009-09-10 Asahi Kasei Electronics Co Ltd 化合物半導体装置及び化合物半導体装置の製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5141473A (en) * 1974-10-01 1976-04-07 Berumanto Futsuzu Nv Merengeseihin oyobi sonoruijibutsu

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1469953A (en) * 1973-05-18 1977-04-14 Philips Electronic Associated Semiconductor devices
US4000508A (en) * 1975-07-17 1976-12-28 Honeywell Inc. Ohmic contacts to p-type mercury cadmium telluride

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5141473A (en) * 1974-10-01 1976-04-07 Berumanto Futsuzu Nv Merengeseihin oyobi sonoruijibutsu

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